1、美国氩氦刀原理和技术Cryocare Targeted Cryoablation Therapy (TCAP)(Ar-He Knife)赵国江博士 John Zhao, Ph.D.,美国氩氦刀工作原理,美国氩氦刀基于物理学的焦耳-汤姆逊原理（Joule-Thomson Principle）： 当气体通过一个狭小的孔路（焦耳 - 汤姆逊孔），从较高压力的区域流入较低压力的区域时，它将被节流。大多数气体遭遇节流后温度将下降。而某些气体，例如氢气和氦气，温度反而上升。 美国氩氦刀的每个通道分配器控制氩气阀和氦气阀。分配器将氩气限压在大约2,800psi后供给冷刀，在冷刀尖通过一个直径很小的微孔（焦耳
2、-汤姆逊孔），迫使气压急剧下降到大约150psi。如此压降将造成氩气温度下降和在冷刀尖形成冰球（冷冻模式）。当1,000psi氦气通过焦耳-汤姆逊孔时，将使气体温度上升（加热模式）,冷刀自带测温-实时监控靶区温度（第四代冷冻技术之一）,美国氩氦刀卓越热绝缘性能（第四代冷冻技术之二）,氩氦刀使用常温气体，制冷或加热只局限在冷刀尖端，不会对周围正常组织及穿刺路径产生伤害。 图示为操作者裸手握刀杆冷冻，刀尖达-190，手无损伤。,独家专利的可变冰球冷刀（第四代冷冻技术之三）,V型可变冷刀结构图,新型直冷刀,冷刀一次性成型，无接口 超声、DSA引导经皮治疗 自带测温，实时温度监测 针头状刀尖，可直接穿
3、刺,（2, 3, 5, 8mm直径）,新型直角冷刀,专为CT/DSA直角型设计 方便实时影像引导和监测 自带测温的实时温度监测 针头状刀尖，可直接穿刺 加长直角冷刀为腔镜使用,（1.7, 2.4, 3.8mm直径）,美国氩氦刀,Cryocare Surgical System 美国氩氦刀,FDA和欧盟批准 50余项美国航天专利 中国100家医院使用 美国450家医院安装,美国氩氦刀,氩气：满瓶5000psi，工作压力2,800psi氦气：满瓶2200psi，工作压力1,000psi,美国氩氦刀冷冻和加热曲线,美国氩氦刀杀灭肿瘤细胞机理:,靶区冷冻消融效应 (rapid cool) 血管冷冻栓塞
4、效应 (slow cool) 抗肿瘤免疫激活效应,氩氦刀治疗不伤害大血管,由于热血的“热池效应”和人体对冷刺激的自然反应，大血管遇冷后会加速血流、带走冷量；且大血管是多层上皮细胞组成，可抵御冷冻伤害。而由单层上皮细胞组成的微细血管则会被冷冻消融和栓塞。,靶区边缘血管无损伤,WHW,适应证示意图国际冷冻治疗学会ISC提供,美国氩氦刀适应症 恶性实体肿瘤肝癌、肺癌、脑瘤、胰腺癌、甲状腺癌、前列腺癌、肾及肾上腺肿瘤、腹腔及盆腔肿瘤、骨肿瘤、软组织肿瘤、头颈及皮肤肿瘤、转移性胃肠肿瘤等实体肿瘤 良性肿瘤及良性增生病变前列腺增生、乳腺肿瘤、血管瘤、肉瘤、子宫肌瘤、囊肿、疣、痔疮、癌前病变、口腔白斑病美国
5、氩氦刀主要使用科室肿瘤科、介入科、放疗科、胸外科、肝胆外科、普外科、泌尿外科、神经外科、妇科、皮肤科、乳腺科、呼吸科、消化科、耳鼻喉科及直肠科,美国氩氦刀影像引导,可由B超、CT、X光机、C臂、模拟定位机等影像设备引导,CT引导,在CT成像中，冰球的图像会有40HU的下降；靶区会变成低密度区（清晰的阴影区）。,超声引导,在B超成像中，冰是弱回声的（暗区），冰球边缘却是强回声带（亮带）。良好的术中影像监测可保证肿瘤消融区的精确控制。,氩氦刀术后影像学改变,术后1周时，靶区组织在非增强的CT成像中将表现为高度液化区，而在增强CT成像中则表现为无血管区。在术后1周至数周内，靶区组织周围将被一个高密度
6、的、加强边缘包围。几个月内，坏死的组织将被吸收，靶区将最终变为一个被正常的组织包围的疤痕区。,氩氦刀和局部热消融（射频、微波、超声）比较,（左）氩氦刀治疗区：消融区(外圈)形状规则; 肿瘤影像(内圈)清晰,（右）局部热疗治疗区：消融区边界不规则、肿瘤影像不清晰,（日本东京庆应大学医院Keio Univ.提供）,所见即所得,美国氩氦刀靶区成像边界即是治疗边界，不会产生伪影，可完全达到”所见即所得”的最佳效果（what you see is what you get）。国外研究证明：利用热效应的射频、微波、超声聚焦等局部治疗方法，会发生组织汽化；气泡会从治疗区域向组织、结构稀疏处渗透，形成“伪边界
7、”，它是造成热消融定位和治疗失误的重要原因。而氩氦刀形成的影像边界，无论B超、CT成像等，即是消融边界。这为临床治疗和疗效评价，提供确切依据，可避免肿瘤残留或正常组织损伤。例如左图深色内圈为肿瘤部位，外圈为氩氦刀消融区。,美国1.7mm和以色列1.47mm冷刀比较 （相差0.23mm 即三根头发丝差距）,冷刀工作压力与耗气,氩气工作压力 冷冻美国冷刀为2800psi以色列冷刀为4000psi美国冷刀气体利用效率为以色列冷刀的2.2倍氦气工作压力 加热美国冷刀为1000psi，使用常见普压150公斤氦气美国冷刀每瓶氦气平均可以作4例手术以色列冷刀使用的4500psi高压氦气，非常难供应，且价格为
8、普压氦气的4-5倍，费用高昂,【例】上海长征医院武清主任做了1500例氩氦刀手术，并使用了两种设备，得出结论：1个5cm肿瘤，美国氩氦刀两把2毫米或3毫米冷刀、1瓶氩气、1/4瓶氦气解决的问题，其他冷冻设备用5把5mm冷刀、5瓶氩气、2瓶高压氦气解决,冷刀测温,现代冷冻消融技术是在严格温度监控下的靶向治疗技术，离开了实时温度监测，则治疗是完全盲目和危险的。国际公认的冷消融治疗标准为：消融区达到-40以下两次，才认可是完全灭活。任何不能确认此治疗原则的治疗过程，将误导病人、引致医疗纠纷。而温度0至-196的冰球，其影像学的表象是完全一样的，根本无法区分。受到人体组织结构、气体纯度、压力、冷冻设备
9、状况、冷刀物理状态和消毒、靶区状况、人为因素等复杂因素影响，冷刀在体内达到的温度也是千差万别的，甚至难以重复的。美国冷刀自带测温，可实时监测消融靶区温度。以色列冷刀不带测温，在国外使用时，必须在冷刀旁再插入一支测温探针，这带来额外穿刺伤害和危险。但在国内使用时，很多时不再放置测温探针，这违反治疗原则和规范，根本无法确保治疗效果,某种设备三支冷刀插入冷冻，主机无任何温度显示，盲目治疗,不用氦气的“氩氦刀” 复古的“先进技术”,氩气制冷与氦气加热是氩氦刀的技术特长。氦气加热只局限在刀尖，且热效率为热传导的几百倍，这是氩氦刀治疗的技术基础之一。不用氦气加热无法快速加热并爆破冷冻的肿瘤组织，将无法达到
10、治疗效果；也无法保护刀杆经过的正常组织不受损伤。电钨丝加热或热气传导，是几十年前液氮（如Candela公司的LCS-2000，CMS公司的Accuprobe）、二氧化碳等落后的低温设备使用的加热方式，属早已淘汰的落后技术。由于电加热效率低而气体比热极小，导致加热时间长、速度慢，造成局部肿瘤复发率高深冷的通道中通入高温气体，对穿刺路径带来极大伤害，造成刀杆周围组织灼伤等并发症使用电热或热气加热的冷冻设备，既是冷冻技术的倒退，也是未经国家药监局注册批准的无证产品,美国氩氦刀 : 其他冷冻刀,Stop Cancer Cold ! Extending Life Everyday ! 冷冷的制止肿瘤！ 天天在延长生命！ 谢谢大家！,
